JPH0260387A - 静止画テレビ電話伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は静止画テレビ電話伝送方式、通話中に、特にカ
メラにて撮像して得た静止画像信号を音声帯域信号に位
相振幅変調して電話回線に送出すると共に、この電話回
線に供給された画像信号を復調して表示装置で映像化す
る静止画テレビ電話伝送方式の改良に関するものである
。

［従来の技術］ 電話通信回線を用いて音声と画像とを同時に送るテレビ
電話か要望されているが、実際上、現在の電話通信回線
では、膨大なデータ量を必要とする動態画像を連続的に
送受信することが困難であり、静止画像を通話中に相手
方に送信する静止画テレビ電話が実用化されつつある。

この静止画テレビ電話は、通常の音声による通話中に、
この通話を一時的に中断して所望の静止画、例えば話者
の顔、通話内容に応じた写真画面あるいは絵等を任意に
送ることか可能である。

従って、このような静止画テレビ電話によれば従来不可
能であった画像を電話回線によって送受信することがで
き、またその都度−枚のみの静止画像を送るためにデー
タ処理量も限られて、テレビ電話の実用化を容易に行う
ことができるという利点かあった。

このような静止画の伝送を行えるテレビ電話は、例えば
外国通信技術１９８６年１０月号などに示されている。

第８図（ａ）は、モノクロ簡易静止画テレビ電話機の回
路構成図である。図において、（１）は送受話器、（２
）はマイクロホン、（３）は音声入出力回路、（４）は
アナログ回路、（５）はマトリクススイッチ、（６）は
電話インフッニス回路、（７）は電話回線接続端子、（
８）はスピーカ、（９）はキーバッド、（１０）は入出
力ポート、（１１）はＣＰＵ、（１２）はプログラムメ
モリ、（１３）は変復調回路、（１４）はテレビカメラ
、（１５）はイメージコントローラ、（１６）は画像メ
モリ、（１７）はデイスプレィである。また、第９図は
前記テレビ電話機の画像伝送手順を示すシーケンス図で
ある。

次に、従来のテレビ電話機の音声と画像信号伝送の動作
を第８図から第１０図に基づいて説明する。第８図にお
いて、音声による通話は送受話器（１）またはマイクロ
ホン（２）から音声入出力回路（３）、アナログ回路（
４）、マトリクススイッチ（５）、電話インターフェー
ス回路（６）を経て電話回線接続端子（７）に送出され
る。また、通話相手からの音声信号は上記信号経路と逆
の経路を経て送受話器（１）またはスピーカ（８）で再
生される。

一方、画像信号を送信する場合は第９図に示すように通
信相手が同一データ形式のテレビ電話機であるかを確認
するためのＩＤコードの送出を行い、相手からのＩＤコ
ード返送を確認した後に画像データの送信を行う。つま
り、第８図において、キーバッド（９）によって画像送
出を指示すると、人出力ポート（１０）を介してＣＰＵ
　（１１）かこれを検知し、プログラムメモリ（１２）
に予め格納されたプログラムに従ってＩＤコードを変復
調回路（１３）に送出する。そして、このＩＤコドをア
ナログ信号に変調した後にマトリクススイッチ（５）を
介して電話回線接続端子（７）から送出する。

通信相手からのＩＤコードは上記信号経路と逆の経路を
経てＣＰＵ　（１１）がコードを確認する。

この間にテレビカメラ（１４）でとらえた画像はイメー
ジコントローラ（１５）で量子化され、画像メモリ（１
６）に格納されて逐次デイスプレィ（１７）に導出表示
され、ＣＰＵ　（１１）の命令によって画像メモリ（１
６）から電話回線接続端子（７）に出力される。

また、通信相手からＩＤコードまたは画像データの入力
があると、マトリクススイッチ（５）が受信したキャリ
ア信号によって送出先を電話インタフェース回路（６）
からの受信信号をアナログ回路（４）から変復調回路（
１３）へ切り替える。

そして、前記受信信号を変復調回路（１３）で復調した
後、ＣＰＵ　（１１）がＩＤコードの返送または画像メ
モリ（１６）へデータを格納し、イメジコントローラ（
１５）が自画像データと相手画像データを逐次導出して
デイスプレィ（１７）に表示する。

なお、画像の送受信が終了して変復調回路（１３）から
のキャリア信号が無くなると、マトリクススイッチ（５
）は電話インタフェース回路（６）とアナログ回路（４
）を接続して音声による通話に復旧する。

なお、この従来例における画像データは次のようにして
画像信号に変調される。つまり、第１０図に示すように
、位相としてはｓｉｎカーブ型の第１位相と、これとは
１８０度位相が異なるーＳｉｎ型の第２位相があり、そ
れぞれの位相が複数の振幅の信号で形成されている。そ
して、この特定位相、特定振幅の１サイクルの信号をそ
れぞれ特定の輝度に対応させている。この例では、各位
相が８サイクルであり、合計１６サイクルあり、第１位
相の最大振幅の信号“１５”が白、第２位相の最大振幅
の信号“θ″が黒に対応されている。

そして、中間の信号″１４”〜“１”かそれぞれ各明度
の灰色の対応されている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の静止画テレビ電話伝送方式をカラー静
止画伝送に適用した場合、カラー静止画像の１画素の情
報は輝度信号と色差信号等の色成分信号とから構成され
るので、カラー静止画像の伝送情報量はモノクロ静止画
像の伝送情報量に対して１．５〜２倍となり、伝送時間
はモノクロ静止画伝送時の１．５〜２倍となるという問
題点があった。

本発明に係る静止画テレビ電話伝送方式は、カラー静止
画伝送時においても、従来のモノクロ静止画伝送時と同
じ伝送時間で伝送することができる静止画テレビ電話伝
送方式を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る静止画テレビ
電話伝送方式は、カメラよりカラー静止画像信号を読込
み、該静止画像信号を輝度成分信号と色成分信号とに分
離してそれぞれ記憶し、前記輝度成分信号を特定位相信
号Ｉを用いて位相振幅変調して１位相振幅変調信号とし
て出力し、前記色成分信号を差分パルス符号変調した後
、前記特定位相信号Ｉと９０°異なる特定位相信号Ｑを
用いて位相振幅変調してＱ位相振幅変調信号として出力
し、前記１位相振幅変調信号と、前記Ｑ位相振幅変調信
号と、を振幅合成し、該振幅合成信号を電話回線に送信
することにより、カラー静止画を従来のモノクロ静止画
の伝送時間と同じ伝送時間で送信することを特徴とする
。

［作用］ 従って、本発明による静止画テレビ電話伝送方式によれ
ば、カラー静止画像信号を輝度成分信号と色成分信号と
に分離し、輝度成分信号を特定位相信号Ｉを用いて位相
振幅変調し、色成分信号を差分パルス符号変調した後、
前記特定位相信号工と９０°異なる特定位相信号に位相
振幅変調し、前記両位相振幅変調信号を振幅合成して生
成された振幅合成信号を送受信するので従来のモノクロ
静止画伝送の伝送時間と同じ伝送時間でカラー静止画像
信号の送信を行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る静止画テレビ電話伝送方式の好適な
一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、色成分信号に色差信号を用いたカラー静止画の送
受信に、本発明による静止画テレビ電話伝送方式を用い
て伝送する例を説明する。

第１図（ａ）には本実施例による静止画テレビ電話伝送
方式を適用した静止画テレビ電話装置のブロック構成が
示されており、第１図（ｂ）には変復調回路の詳細ブロ
ック構成が示されている。

本実施例による静止画テレビ電話装置の特徴事項は、カ
ラー静止画像信号の入力又は出力を行うためのカラーカ
メラ（１４）とカラーデイスプレィ（１７）と、入力し
た静止画像信号を輝度成分信号と色成分信号とに分離す
る輝度／色分離機能を有するイメージコントローラ（１
５）と、該イメージコントローラ（１５）にて分離され
た輝度成分信号を記憶する輝度成分メモリ（１［ｉａ）
と、色成分信号を記憶する色成分メモリ（１６ｂ）と、
前記輝度成分信号及び色成分信号の変復調を行なう変復
調回路（１３）である。

すなわち、イメージコントローラ（１５）は、テレビカ
メラから入力されるカラー画像信号を輝度／色分離し、
それぞれ量子化して輝度成分信号Ｙと色成分信号Ｃを出
力する。このとき、前記輝度成分信号には、第２図に示
されるように、１画面の画素について輝度レベル信号Ｙ
が割当てられ、前記色成分信号は色差信号（Ｒ−Ｙ）と
色差信号（Ｂ−Ｙ）とからなり、第３図に示されるよう
に、奇数画素列には色差信号（Ｒ−Ｙ）を割当て、偶数
画素列は（Ｂ−Ｙ）を割当てられる。

従って、輝度成分メモリ（１６ａ）色成分メモリ（１６
ｂ）のメモリ容量は同一容量で構成できる。

次に、第１図（ｂ）に示されるように、変復調回路（１
３）の変調部は、色成分信号Ｃ１すなわち色差信号（Ｒ
−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）の差分パルス符号変調を行うＤＰＣ
Ｍ符号化器（２２）と、００位相の特定位相信号■を用
いて輝度レベル信号Ｙの位相振幅変調を行なって１位相
振幅変調信号を出力する位相振幅変調回路（２３１）と
、前記特定位相信号Ｉと９０°異なる位相を持つ特定位
相信号Ｑを用いて前記符号化された色成分信号Ｃの位相
振幅変調を行なってＱ位相振幅変調信号を出力する位相
振幅変調回路（２３Ｑ）と、■位相振幅変調信号とＱ位
相振幅変調信号とを振幅合成する振幅合成回路（２４）
と、がらなっている。

従って、本実施例装置の変復調回路（１３）によれば、
輝度成分メモリ（１６ａ）及び色成分メモリ（１６ｂ）
からそれぞれ輝度レベル信号Ｙ及び色成分信号Ｃを読み
込み、前記輝度レベル信号を■位相振幅変調し、前記色
成分信号Ｃに対してはＤＰＣＭ変調を行いった後Ｑ位相
振幅変調し、生成出力される両位相振幅変調信号を振幅
合成した振幅合成信号１＋Ｑを電話回線に送出するので
、輝度と色の２種の情報を有するカラー静止画の１画素
の情報を従来のモノクロ静止画の１画素分（輝度のみ）
の伝送時間で伝送できる。

つぎに、変復調回路（１３）の復調部について説明する
。

該復調部は、受信した振幅合成信号Ｉ＋Ｑから１位相振
幅変調信号及びＱ位相振幅変調信号をにそれぞれ抽出し
て復調する回路を有している。

すなわち、１位相振幅変調信号抽出復調用回路として、
特定位相Ｉを検出する搬送波検出回路（３０）と、特定
位相信号Ｉのセロクロス点にて位相反転を行う位相反転
回路（３１１）と、位相反転した信号を積分する積分回
路（３３Ｉ）と、該積分回路（３３Ｉ）の出力値をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路（３４１）と、が設けられて
いる。

また、Ｑ位相振幅変調信号抽出復調用回路として、特定
位相Ｑを得るために前記搬送波検出回路（３０）の出力
を９０°遅相する遅相器（３２）と、特定位相信号Ｑの
ゼロクロス点Ｐにて位相反転を行う位相反転回路（３１
Ｑ）と、位相反転した信号を積分する積分回路（３３Ｑ
）と、該積分回路（３３Ｑ）の出力値をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換回路（３４Ｑ）と、が設けられている。

ている。

そして、更に色成分信号を復調するためのＤＰＣＭ復号
什器（３５）が設けられている。

また、第１図（ｃ）に、ＤＰＣＭ符号化器（２２）の詳
細構成図を示す。同図に示されるように、ＤＰＣＭ符号
化器（２２）は、入力した色成分信号と局所復号信号と
の予測誤差を量子化する量子化器（４０）と、該量子化
出力から代表値に逆変換する代表値設定器（４１）と、
２段の遅延素子（４２）と、復号化信号に１より小さい
一定値を乗算する係数乗算器（４３）と、がら成ってい
る。

ここで、遅延素子（４２）が２段設けたのは、色成分メ
モリ（１６ｂ）から出力される色成分信号Ｃは、色差信
号（Ｒ−Ｙ）と色差信号（Ｂ−Ｙ）とか１画素ずつ交互
となるため、予測信号を２画素前の同色差信号の値とし
なければ、符号化効率が悪くなってしまうからである。

さらに、係数乗算器（４３）は、１より小さな値を乗じ
ることによりもし伝送路誤りか発生して受信側で正しく
復号できなかった場合にそれ以降の誤り波及を抑える効
果かある。

また、第１図（ｄ）には、ＤＰＣＭ復号化器（３５）の
詳細構成図か示されており、該ＤＰＣＭ復号化器（３５
）は、代表値設定器（４１）と、２段の遅延素子（４２
）と、係数乗算器（４３）と、からなっている。

本実施例装置によれば、色成分信号ＣをＤＰＣＭ符号化
した後、位相振幅変調してするので、色成分信号の情報
量を圧縮でき、振幅値を小さくできるという利点を有す
る。

つぎに、本実施例装置の動作について説明する。

まず、送信時について説明する。

カメラ（１４）にて撮像して得たカラー静止画像信号は
、イメージコントローラ（１５）にて輝度／色分離され
、輝度レベル信号Ｙと色成分信号Ｃは、輝度成分メモリ
（１６ａ）、色成分（１６ｂ）にそれぞれ記憶される。

このとき、色成分信号は、第３図に示されるように、色
差信号（Ｒ−Ｙ）と色差信号（Ｂ−Ｙ）は互いに隣接し
ないように交互の画素に割当てられる。

そして、両メモリ（１６ａ）、（１６ｂ）にそれぞれ記
憶された信号は、ＣＰＵ　（１１）を介して変復調回路
（１３）に送出される。

変復調回路（１３）において、輝度レベル信号Ｙは、従
来のモノクロ静止画テレビ電話と同様に■位相様幅変調
回路（２３１）で変調される。

一方、色成分信号Ｃは、まずＤＰＣＭ符号化器（２２）
にて第４図に示されるような量子化特性を用いて符号化
される。すなわち、色成分信号は、まず、２画素前の局
所復号化信号と差演算され、予測誤差信号に変換される
。そして、予測誤差信号は、該量子化器（４０）によっ
て、−８〜＋８のレベルに量子化される。次に、量子化
された予測誤差信号は、輝度成分の特定位相信号■と９
００異なる位相を持つ特定位相信号Ｑを用いた位相振幅
変調回路（２３Ｑ）によって位相振幅変調される。第５
図は、ＤＰＣＭ符号化器（２２）から出力される量子化
レベルと位相振幅変調回路（２３Ｑ）の位相振幅特性の
対応を示す図である。量子化レベルか正である場合は第
１位相を用い、量子化レヘルか負である場合は逆相の第
２位相を用い、それぞれ量子化レベルの絶対値に比例し
た振幅値をとる。量子化レベルが０の場合は変調出力は
Ｏとなる。

そして、色成分の位相振幅変調回路（２３Ｑ）の変調出
力と、前記輝度成分の位相振幅変調回路（２３Ｉ）の変
調出力は、振幅合成回路に入力され、振幅合成される。

このとき、輝度生成信号を表す特定位相信号Ｉは００位
相の信号を用いた場合は第６図（ａ）に示されるような
信号となり、色成分信号を表す特定位相信号Ｑは９０°
位相の信号となり、第６図（ｂ）に示されるような信号
となる。

そして、前記振幅合成回路（２４）にて、前記位相振幅
変調信号ｌと、前記位相振幅変調信号Ｑを振幅合成して
振幅構成信号Ｉ＋Ｑ（第６図（ｃ））を生成し、マトリ
クススイッチ（５）を介して電話回線に送出する。

すなわち、輝度成分信号Ｙを特定位相信号■を用いて位
相振幅変調し、色成分信号Ｃを特定位相信号Ｑを用いて
位相振幅変調し、生成した両様幅変調信号を振幅合成し
た振幅合成信号１＋Ｑを送信するので、従来のモノクロ
静止画テレビ電話と同じ伝送時間でカラー静止画の伝送
ができる。

次に受信時について説明する。

まず、■振幅変調信号の抽出及び復調を説明する。

電話回線より受信した前記振幅合成信号１＋Ｑは、位相
反転回路（３１１）に入力されるとともに、１位相検出
回路（３０）に入力される。

そして、位相反転回路（３１１）は、前記１位相検出回
路（３０）の出力に基づいて、前記振幅合成信号１＋Ｑ
を特定位相■のゼロクロス点に同期して反転する。

次に、位相反転された振幅合成信号を積分回路（３３１
）にて積分を行う。

このとき、第７図に示されるように、Ｉのゼロクロス点
で位相反転されたＱ位相様幅変調信号の積分値は０とな
るので、１位相様幅変調信号のみを抽出したことになる
。

そして、該Ｉ成分のみの積分値をＡ／Ｄ変換回路（３４
１）にて変換して輝度成分信号Ｙを復調して輝度成分メ
モリ（１６ａ）に記憶する。

一方、Ｑ位相様幅変調信号の抽出及び復調、色成分信号
Ｃの復号化は以下のように行う。

すなわち、振幅合成信号１＋Ｑは位相反転回路（３１Ｑ
）に入力される。このとき、前記１位相検出器にて検出
された位相は遅相器（３２）を介して９０°遅延され位
相反転回路（３１Ｑ）に入力される。すなわち、特定位
相信号Ｑの位相が検出される。

そして、前記位相反転回路（３１Ｑ）は、前記受信した
振幅合成信号Ｉ＋Ｑを特定位相信号Ｑのゼロクロス点で
位相反転を行い、積分回路（３３Ｑ）に送出する。

従って、１位相様幅変調抽出時と同様に、Ｑのセロクロ
ス点に同期して位相反転積分を行うと、■の積分値は０
となり、Ｑ成分のみが抽出されたことになる。

そして、該Ｑ成分のみの積分値はＡ／Ｄ変換回路（３４
Ｑ）にて変換され、ＤＰＣＭ復号器（３５）に入力され
る。該ＤＰＣＭ復号器は入力される予測誤差信号から色
成分Ｃを復号化し、色成分メモリ（１６ｂ）に記憶する
。

イメージコントローラ（１５）は、該輝度成分メモリ（
１６ａ）及び色成分メモリ（１６ｂ）に蓄えられた輝度
成分信号Ｙ及び色成分信号ＣをＹＣ合成して、カラーデ
イスプレィ（１７）に静止画を表示する。

したがって、本実施例によれば、カラー静止画を従来の
モノクロ静止画と同じ伝送時間で送受信することが可能
となる。

また、なお本実施例においては送受信側においては発明
方式を適用した装置の例を説明したが、相手装置か従来
のモノクロ静止画テレビ伝送方式の送受信機能のみしか
持たない機種で受信する場合であっても、従来装置の変
復調回路（１３）は第５図（ｂ）のような構成となって
いるので、特定位相信号Ｉでのゼロクロス点で位相反転
積分することにより、振幅合成信号Ｉ＋ＱのＱ成分は除
去され■成分のみを取り出すことができるので、１位相
振幅変調信号のみの復調を行い表示装置に出力すれはモ
ノクロの静止画像の受信表示か可能である。

逆に、本発明に係る静止画テレビ電話装置が従来のモノ
クロ静１１−画テレビ電話装置から受信した場合は、■
位相振幅変調信号のみを受信するので、本装置における
色成分Ｃの復号値は常にＯとなりモノクロの静止画像か
表示できる。

更に、本実施例では、色成分信号ＣをＤＰＣＭ符号化し
た後送信するので、Ｑ位相振幅変調信号の振幅を小さく
てきるので、従来のモノクロ静止画テレビ電話装置にて
受信した場合、■位相振幅変調信号の抽出を正確に行う
ことか可能となる。

なお、本実施例においてＤＰＣＭ符号及び復号化は、ハ
ードウェアによる例を示したが上記各機能の全部あるい
は一部をソフトウニアゾ実現することもできる。

また更に、」１記実施例においては色成分信号Ｃに色差
信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）を用いた例を示したが、色
成分信号ＣにＲＧＢ信号を用いた場合でも、ＲＧＢ信号
のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号をそれぞれ交互に隣接しない
ように各画素に割当て、ＤＰＣＭ符号化器（２２）及び
復号化器（３５）の遅延回路（４２）をそれぞれ３段に
構成すれば、本実施例と同様の効果を奏する。

このように、受信側装置が異なる機種であっても合成振
幅信号を送信しても静止画像表示ができるので、さらに
、従来の単精度画像の伝送時間と同じ時間で伝送できる
ので、ハンドシェイクの省略伝送ができるという効果を
をする。

［発明の効果］ 以」二説明したように、本発明に係る静止画テレビ電話
方式によれば、カラー静止画像信号を輝度／色分離し、
輝度成分信号Ｙ及び色成分信号Ｃをそれぞれ直交する位
相を特定位相信号を用いて位相振幅変調し、両変調信号
を振幅合成して電話回線に送出するようにしたので、カ
ラー静止画像信号を従来のモノクロ静止画像伝送方式と
同じ伝送時間で伝送できる効果を有する。

さらに、受信側装置かモノクロ静止画像伝送機能しかも
たない静止画テレビ電話装置であっても、静止画像の受
信表示を行うことができるので、ハンドシエイ゛りの省
略伝送かできるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を適用した一実施例による静止画テ
レビ電話装置のブロック構成図、第２図は輝度レベル信
号の画素割当ての説明図、第３図は第１図実施例におけ
る色成分信号の画素配列の説明図、第４図はＤＰＣＭ符
号化における量子化特性を示す図、第５図は色成分の位
相振幅変調を説明する図、第６図は第１図実施例装置に
よる１位相振幅変調信号及びＱ位相振幅変調信号の説明
図、第７図は位相反転積分の説明図、第８図は従来の静
止画テレビ電話装置のブロック構成図、第９図は従来の
静止画テレビ電話装置の通信手順の説明図、第１０図は
従来の静止画テレビ電話装置の輝度信号の位相変調説明
図である。 図において、（１３）は変復調回路、（２０）は分割回
路、（２１１）、　　（２１Ｑ）はラインメモリ、（２
２）は遅延回路、（２３Ｉ）、　　（２３Ｑ）は位相振
幅変調回路、（２４）は振幅合成回路、（３１１）、　
　（３１Ｑ）は位相反転回路、（３３１）、　　（３３
Ｑ）は積分回路、（３５）は、ＤＰＣＭ符号化器、（４
０）は量子化手段、（４１）は代表値設定器、（４２）
は遅延回路、（４３）は係数乗算器である。 尚、図において、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カメラにて撮像した静止画像信号を位相振幅変調し、通
   話中に電話回線を介して送受信する静止画テレビ電話伝
   送方式において、 カメラよりカラー静止画像信号を読込み、 該静止画像信号を輝度成分信号と色成分信号とに分離し
   てそれぞれ記憶し、 前記輝度成分信号を特定位相信号Ｉを用いて位相振幅変
   調してＩ位相振幅変調信号として出力し、前記色成分信
   号を差分パルス符号変調した後、前記特定位相信号Ｉと
   ９０°異なる特定位相信号Ｑを用いて位相振幅変調して
   Ｑ位相振幅変調信号として出力し、 前記Ｉ位相振幅変調信号と、前記Ｑ位相振幅変調信号と
   、を振幅合成し、該振幅合成信号を電話回線に送信し、 カラー静止画像信号を従来のモノクロ静止画テレビ電話
   装置の伝送速度で送信することを特徴とする静止画テレ
   ビ電話伝送方式。